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故
Aa?2.7866m2
④浮阀的数目与排列
气体通过阀孔时的动能因数为
F0?u0?V 根据工业生产装置的数据，F0的数值常在9～12之间。 阀孔气速的计算
u0?阀孔数N的计算
F0?V?10?5.7127m/s
3.0642N??4VSd0u02
取阀孔直径d0?0.039m
N?5.8381?4?856个
?0.0392?5.7127浮阀排列方式采用等边三角形叉排。取同一横排的孔心距t?80mm?0.080m固定底边尺寸取t'?70mm?0.070m所以实际排出810个与计算个数基本相同。 所以实际伐孔气速为
u0?6.0365m/s
F0?6.0365?3.06420.5?10.5668
阀孔动能因数F0变化不大，仍在9～12内。 查单溢流浮阀盘系列表得阀数为117个。 塔板开孔率： ??u'/u0?10000?2.4.4浮阀塔板的流体力学验算
（1）塔板压降 hp?hc?h1?h? ①干板阻力的计算： u0c?1.825
0.9481?10000?15.7100 6.036573.1?5.6866m/s
3.0642年产15万吨乙苯的精馏装置工艺设计
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5.34??V?u02因u0＞u0c 所以hc??0.0398m液注
?L?2?g②板上充分液层阻力
甲苯和已苯的混合液为碳氢化合物，故?0?0.5
h1??0?hL?0.5?0.08?0.04m液注
③液体表面张力所造成的阻力，此阻力很小，可忽略不计。 气体流经一层浮阀塔板的压强所相当的液注高度为
hp?hc?h1?0.0398?0.04?0.0798m液注
则 △ΡP=0.0798?762.9319?9.81?597.2521Pa
⑵淹塔 为了防止淹塔现象的发生，要求控制降液管中清液层高度。 H????HT?hW?即Hd?hp?hL?hd
①前已算出 hp?0.0798m液注
②液体通过降液管的压头损失；因不设进口堰，即
?L??0.0151? hd?0.153??S??0.153????0.00153m液注
?1.96?0.077??lw?h0?22③前已选定液层高度为hL?0.08m
则 Ha?0.0798?0.08?0.00153?0.16133m 取 ??0.6,又已选定HT?0.5m,hW?0.05m则
??HT?hW??0.6??0.5?0.05??0.33m
可见Ha＜??HT?hW?,符合防止淹塔的要求。 ⑶雾沫夹带 泛点率的计算
VS泛点率=?V?V??L?V?L??V?1.36LS?ZL?10000
KCFAbVS或 泛点率=0.78KCFAT?10000
ZL?D?2Wd?2.8?2?0.4256?1.9488m
Ab?AT?2Af?6.157?5?20.57?882 4.m9999
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按表史密斯关联图物性系数K?1.0,又由《化工原理下册》图3-13查得泛点负荷系数CF?0.145
5.83813.0642?1.36?0.0151?1.9488762.9319?3.0642?10000?56.6600
1?0.145?4.9999泛点率=5.8381又得泛点率=3.0642762.9319?3.0642?1000?53.230
000.78?1?0.145?6.1575根据上式计算出的泛点率都在80％以下，故可知雾沫夹带量能够满足ev＜0.1kg?液?/kg?气?的要求。 ⑷塔板负荷性能计算: ①雾沫夹带线
VS泛点率=按泛点率为80％计算如下:
VS?V?1.36LSZL???VLKCFAb?10000
泛点率=3.0642?1.36LS?0.912762.9319?3.0642?10000?8000
1?0.145?4.9999整理得： VS?9.1339?41.7386?LS 由式⑴算出相应的VS值列与下表中:
表2.6 提馏段的雾沫夹带线的取值
LS,m3/s VS,m3/s
0.01 8.72 0.015 8.51 0.02 8.3 0.025 8.09 ②液泛线 联立三式得
??HT?hW??hp?hL?hd?hc?h1?h0?hL?hd
由上式确定液泛线。忽略式中h0
??HT?hW??5.34??V?u02/??L?2?g??2
2??塔板结尺0.153?LS/lW?h0???1??0??hW??2.84/1000??E?3600LS/lW?3?因物系一定，
??寸一定，则HT,hW,h0,lW,?V,?L,?0及?等均为定值，又u0?VS/???d02?N/4??1.014VS
年产15万吨乙苯的精馏装置工艺设计
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中N与d0也为定值，因此可将上式简化成VS与LS的如下关系：
VS2?231.82?0.18LS2?580.82L2/3S
在操作范围内任取若干个LS值，依式⑵算出相应的VS值列入下如下:
表2.7 提馏段的液沫夹带线的取值
LS/?m3/s? VS/?m3/s? 0.01 14.31 0.015 14.02 0.02 13.75 0.025 13.5 根据表中数据做出液泛线（4） ③液相负荷上限线
液体的最大流量应保证在降液管中停留时间不低于3～5s,易下式知液体停留时间为
??3600?Af?HT/Lh?3?5s以??5s作为液体在降液管中停留时间的下限，则
?LS?max?Af?HT/5?0.5788?0.5?5?0.0579m3/s
求出上限液体流量LS值﹝常数﹞。在VS?LS图上液相负荷上限为与气体流量VS无关的竖直线（2） ④漏液线
对于F1型重阀，依式
1212F0?u0???V??5计算，则u0?5/??V?又知VS???/4??d02?N?u0，则得
1??2VS???/4??d0?N??5/??V?2?
??以F0?5作为规定气体最小负荷的标准，则
1?22 ?VS?min???/4??d0?N?u0???/4??d0?N??5/??V?2???1???2 =??/4??0.039?810??5/?3.0642?2??2.7625m3/s
??据此做出与液体流量无关的水平漏液线（3）。 ⑤液相负荷下限线
取液上层高度how?0.0325m作为液相负荷下限条件，依how的计算式计算出LS的下限值，依次做出液相负荷下限线，该线与气相流量无关的竖直线⑸
23?2.84/1000????3600?LS?min/lW??取E=1
?0.03
233?LS?min????0.03?1000?/?2.84?1????1.96/3600??0.0026m/s
根据式⑶⑷⑸可分别作出塔板负荷性能图上的五条线，如附图（5）。 由塔板负荷性能图可以看出:
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任务规定的气、液负荷下的操作点P﹝设计点﹞，处在适宜的操作区内位置。 塔板的气相负荷上限由雾沫夹带控制，操作下线由漏液线控制。
按照固定的液气比，由塔板负荷性能图查出塔板的气相负荷上限
?VS?max?13.09m3/s,气相负荷下限?VS?min?2.7625m3/s 所以
操作弹性=
VSmax13.09??4.7385 VSmin2.7625